Физиологический аспект укуса человека перепончатокрылыми

В данной статье рассматривается физиологическое воздействие укусов перепончатокрылых, таких как пчелы, осы и шершни на организм человека. Укусы этих насекомых могут провоцировать широкий спектр реакций, как местного, так и системного характера. Изучается химическая природа яда перепончатокрылых, его влияние на клеточном и молекулярном уровнях, а также роль иммунной системы в случае интоксикации организма.

Ключевые слова: укус пчелы, перепончатокрылые, аллергическая реакция, интоксикация, насекомые, яд, первая медицинская помощь.

This article examines the physiological effects of hymenoptera stings such as bees, wasps and hornets on the human body. The bites of these insects can provoke a wide range of reactions, both local and systemic. The chemical nature of hymenoptera venom, its effect on cellular and molecular levels, as well as the role of the immune system in case of intoxication of the body are being studied.

Keywords: bee sting, hymenoptera, allergic reaction, intoxication, insects, poison, first aid.

В современном мире случаи укусов насекомыми занимают одно из лидирующих мест по причинам возникновения аллергической реакции [15]. Распространённость инсектной аллергии (ИА) в России составляет 0,4–8 % [2]. Выраженные местные реакции на ужаления перепончатокрылых насекомых встречаются в 2,4–26,4 % общей популяции населения. Cистемные реакции отмечены у 6,4 % обследованных пациентов на гиперчувствительность к яду, вплоть до анафилактического шока [4,16]. Все вышесказанное сделало интересным изучить физиологические механизмы развития ответных реакций организма на ужаление насекомыми.

В географической полосе РФ наибольшее значение в развитии ИАпринадлежит жалящим насекомым семейства Apidae, к которому относят пчел и шмелей, семейства Vespidae (шершни, осы настоящие, длинные, бумажные), а также Formicidae — семейство муравьев [13]. Все перечисленные виды относятся к перепончатокрылым. Укус представителей этих видов вызывает аллергические реакции (АР).

Жалящим аппаратом является модифицированный яйцеклад. Количество яда, которое высвобождается в момент ужаления, варьируется в зависимости от вида насекомого. При ужалении пчелы высвобождается от 50 до 140 мкг яда, шмеля — 10–30 мкг. Осы, которые способны к повторным ужалениям, высвобождают значительно меньше яда — от 2 до 17 мкг [10].

Состав яда перепончатокрылых насекомых содержит следующие основные группы биологически активных веществ:

Биогенные амины (гистамин, норадреналин, серотонин, кинины) приводят к понижению артериального давления, отеку окружающих тканей и нарушению микроциркуляции крови. Благодаря воздействию аминов возникает болевое ощущение и воспаление.

Ферменты (фосфолипаза А, гиалуронидазу, кислую фосфатазу) проявляют наивысшую аллергенную активность, обладают мощным сенсибилизирующим действием и способствуют нарушению гемостаза [8].

Мелиттин является основным компонентом пчелиного яда. Данный пептид повреждает клеточные мембраны посредством увеличения проницаемости. Это приводит к усиленному выходу ионов калия, входу натрия и в последствии — к цитолизу. Нейротоксины тормозят выделение медиатора из пресинаптической бляшки, нарушая нервно-мышечные синапсы, что приводит к параличу мышц [21]. Апамин блокирует калиевые каналы, что приводит к нарушению передачи нервных импульсов [26].

Кроме того, яд может содержать аминокислоты, фосфолипиды и т. д. Это зависит от вида насекомого: у ос — серотонин, шершней — ацетилхолин [24].

На сегодняшний день существует следующая классификация реакций на аллергены представителей этого отряда: 1) реакции неимунологической природы, обусловленные содержанием в яде этих насекомых ряда биологически активных веществ (БАВ); 2) иммунологические реакции, которые являются результатом специфического иммунного ответа на аллерген [5].

Механизм развития аллергических реакций при укусах перепончатокрылых насекомых представлен сложным иммунологическим процессом, протекающим в организме при контакте с антигенами насекомых:

1. Реакция сенсибилизации. Первый контакт с ядом, активация иммунной системы для выработки антител и медиаторов воспаления [9, 11].
2. Высвобождение антител класса IgE. Иммуноглобулины Е продуцируются B-лимфоцитами, связываются с тучными клетками и базофилами [14]. Данные антитела являются индикатором аллергена, подготавливая иммунную систему к быстрой и сильной реакции при повторном воздействии этого же аллергена. При последующем контакте с аллергеном происходит активация этих клеток. Тучные клетки высвобождают медиаторы воспаления, что приводит к аллергической реакции [18, 23].

Во время появления аллергена клетки изменяют свой обмен веществ (сначала увеличивается количество поглощаемого кислорода тканями, потом снижается), также происходит выбрасывание биологически активных веществ (гистамин, серотонин) и активация протеолитических и липолитических ферментов, повреждающих клетки . Токсичное действие от изменения состававконечном итоге и приводит к проявлению внешних признаков аллергической реакции. Важно понимать, что антитела являются посредниками, то есть, они предопределяют ход развития событий при воздействии аллергена на живые клетки организма [13,18].

Реакции на яд перепончатокрылых насекомых подразделяются на местные и системные. Как правило, при ужалении здоровых людей возникает местная токсическая реакция в виде небольшого покраснения, отека и боли в месте поражения, исчезающая в течение нескольких часов, — она обусловлена токсическим действием яда насекомого [22].

Системные аллергические реакции при ИА выявляются у 0,3 до 7,5 % населения и являются наиболее опасными для здоровья и жизни человека, так как они поражают жизненно важные системы организма [6]. Они связаны с нарушениями в системе кровообращения (снижение кровяного давления, повышение проницаемости сосудов), также яд вызывает спазм гладких мышц и отек слизистых, что, например, затрудняет прохождение воздуха по бронхам [12]. Системные токсические реакции наблюдаются при укусе несколькими десятками или сотнями насекомых в максимально короткий промежуток времени, что характеризуется сильной интоксикацией организма. Больные жалуются на головную боль, тошноту, повышение температуры и боли в суставах. Она развивается в результате гемолитического, геморрагического и нейротоксического действия яда перепончатокрылого насекомого.

По тяжести все системные аллергические реакции подразделяют на четыре степени:

I степень. Распространенная крапивница, зуд кожи, недомогание, страх, время развития менее 30 минут.

II степень. Перечисленные выше симптомы плюс 2 или более следующих признака: сосудистый отек, сдавление в груди, тошнота, рвота, диарея, боль в животе, головокружение.

IV степень (анафилактический шок). Любой из перечисленных симптомов III степени плюс 2 или более следующих: падение артериального давления, потеря сознания, коллапс, непроизвольное мочеиспускание и дефекация, цианоз, сокращение матки, которое при беременности может являться причиной выкидыша [19,25].

Скорость появления и нарастания симптомов служит относительным индикатором тяжести состояния. Появление первых симптомов аллергических реакций спустя 1–3 мин. после ужаления, обычно оцениваются как тяжелые, через более продолжительное время — как более легкие.

Иммунный ответ организма на ужаления перепончатокрылых насекомых представлен действием лейкоцитов:

Нейтрофилы являются важнейшими иммунными клетками, которые одними из первых реагируют на укусы и инфекции. Отвечают за неспецифический клеточный и гуморальный иммунитет (фагоцитоз, синтез лизоцима и интерферона). Они помогают уничтожать патогены и участвуют в воспалительном процессе.

Эозинофилы являются инактиваторами биологически активных веществ. Вырабатывают такие ферменты, как гистаминаза (помощью данного фермента организм избавляется от избытка попавшего извне гистамина) и глюкоронидаза (участвует в детоксикации). При укусе они могут вырабатываться в большом количестве, особенно при аллергии на яд.

Базофилы участвуют в синтезе и секреции биологически активных веществ, таких как гистамин, гепарин, серотонин и др. Благодаря медиаторам базофилы участвуют в аллергических реакциях.

Моноциты, благодаря фагоцитозу, очищают место укуса от поврежденных клеток (неспецифический клеточный иммунитет) [7].

Лимфоциты участвующих в клеточном и гуморальном иммунитете, делятся на два вида. Т-клетки принято называть хелперами, регулирующие процессы работы других клеток иммунной системы. Помимо них в крови представлена группа Т-лимфоциты, которые обеспечивают замедленное течение аллергических реакций. В организме есть еще одна группа Т-лимфоцитов, которые называются супрессорами. Их задача заключается в подавлении аллергических реакций в ответ на действие аллергена. Образование аллергических антител происходит под действием потоков В-лимфоцитов. При взаимодействии с антигеном или благодаря стимуляции со стороны Т-лимфоцитов, происходит высвобождение антител [3,20].

Образование аллергических антител в организме человека происходит под воздействием еще одной важной группы иммунных клеток — макрофагов. Эти клетки отвечают за гомеостаз, то есть, за поддержание постоянства внутренней среды. Для улавливания чужеродных веществ макрофаги имеют специальных аппарат, который состоит из вакуолей. Они представлены в виде пузырьков, наполненных активными ферментами. Эти ферменты способны расщеплять белки, нуклеиновые кислоты и углеводы. Если в организм человека попадает белок с аллергеном, его разрушением занимаются макрофаги [1].

Если в организме все в норме (процессы гомеостаза не нарушены), то после достижения количества антител, достаточного для ответа на действие аллергена, выработка специфических антител прекращается. Здесь работает защита от сенсибилизации — чрезвычайно высокого количества в жидкой среде специфических антител [17].

Подводя итог, укусы перепончатокрылых насекомых оказывают негативное влияние на организм человека. Они могут вызывать не только местные реакции в виде покраснения и отека, но и тяжелые системные реакции, вплоть до анафилактического шока у людей, имеющих гиперчувствительность к яду насекомых. Понимание физиологических процессов, происходящих при укусе перепончатокрылых, поможет в разработке эффективных методов профилактики и лечения. Осведомленность о потенциальной опасности яда на организм человека поможет уменьшить случаи возникновения угрозы для здоровья и жизни среди населения.

Литература:

1. Аллергология и иммунология: Национальное руководство. — М., 2015. — С. 192–210.
2. Артишевский, С. Н. Клинические особенности диагностики и лечения инсектной аллергии / С. Н. Артишевский // Медицинские новости. — 2016. — № 12 (267). — С. 26–27.
3. Балаболкин, И. И. Клиническая аллергология детского возраста с неотложными состояниями / И. И. Балаболкин, В. А. Булгакова. — М.: МИА, 2016. — С. 73–75.
4. Болотская, Л. А. Типы аллергических реакций, механизмы их развития. V тип аллергических реакций / Л. А. Болотская // Вестник СурГУ. Медицина. — 2017. — № 1 (31). — С. 6–9.
5. Жижина, А. В. Клинико-эпидемиологическая характеристика инсектной аллергии на укусы и ужаления / А. В. Жижина, В. А. Капустина, В. А. Кленов // Смоленский медицинский альманах. — 2016. — № 1. — С. 91–93.
6. Инсектная аллергя: новые подходы к диагностике / PROАллергодиагностика. — СПб., 2016. — № 4. — С. 1–3.
7. Исаев, Р. И. Аллергия. Лимфатическая система и ее задачи / Р. И. Исаев, Р. А. Шихахмедов // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. — 2023. — № 2–1 (77). — С. 6–11.
8. Куценко, В. П. Изменения микроциркуляторного русла под воздействием яда гадюки, кобры и пчелы / В. П. Куценко, Д. Д. Ковалева, Е. И. Пересада, П. В. Селиверстов // Врач. — 2022. — № 3. — С. 17–18.
9. Лейсен, Ф. С. Диагностические возможности теста активации базофилов в выявлении сенсибилизации к ядам перепончатокрылых насекомых / Ф. С. Лейсен, С. Ф. Рустэм, Е. В. Агафонова // Вестник современной клинической медицины. — 2015. — № 1. — С. 46–49.
10. Лусс, Л. В. Антигистаминные препараты в общеклинической практике: вопросы и ответы. В помощь практическому врачу / Л. В. Лусс, Н. И. Ильина. — М., 2017. — С. 11–32.
11. Мачарадзе, Д. Ш. Современные клинические аспекты оценки уровней общего и специфических IgE / Д. Ш. Мачарадзе // Педиатрия. — 2017. — Т. 96, № 2. — С. 121–127.
12. Митин, Ю. А. Лабораторная диагностика аллергических заболеваний: методические рекомендации / Ю. А. Митин. — СПб., 2017. — С. 7–21.
13. Пашаян, С. А. Биоэлементы в организме насекомых КОМЫХ / С. А. Пашаян // АПК: инновационные технологии. — 2023. — № 3. — С. 80–83.
14. Пронина, И. В. Иммуноглобулин Е и его роль в развитии аллергических реакций / И. В. Пронина, В. О. Поносова, А. И. Черемных, И. С. Русских // Международный студенческий научный вестник. — 2020. — № 6. — С. 21.
15. Рыбникова, Е. А. Изучение распространенности инсектной аллергии и ее удельного веса в общей структуре аллергопатологии у детей — жителей московского региона / Е. А. Рыбникова, Д. В. Шабанов, Т. Г. Федоскова, А. П. Продеус // Медицинская иммунология. — 2017. — № S. — С. 1–2.
16. Рыбникова, Е. А. Проблема инсектной аллергии в практике педиатра / Е. А. Рыбникова, Д. В. Шабанов, Т. Г. Федоскова, А. П. Продеус // Российский аллергологический журнал. — 2017. — № 1. — С. 122–124.
17. Сидорович, О. И. Клинико-аллергологическая характеристика и особенности синтеза цитокинов Th1- и Th2-клетками при истинной и ложной пищевой аллергии: дис.... канд. мед. наук / О. И. Сидорович. — М., 2016. — С. 13–17.
18. Тамразова, О. Б. Кожные реакции на укусы насекомых / О. Б. Тамразова, А. С. Стадникова, А. С. Воробьева // Педиатрия. Consilium Medicum. — 2019. — № 3. — С. 34–38.
19. Корнеева, Н. А. Гиперчувствительность немедленного типа: особенности патогенеза и проявление ее у животных / Н. А. Корнеева // Научный журнал молодых ученых. — 2022. — № 3 (28). — С. 55–62.
20. Федоскова, Т. Г. Исследование специфической активности аллергена из яда пчелы медоносной с использованием алгоритма пошаговой оценки / Т. Г. Федоскова, В. Н. Федосеева, А. И. Мартынов // Российский аллергологический журнал. — 2017. — Т. 14, № S1. — С. 155–157.
21. Федоскова, Т. Г. Исследование токсических и аллергенных свойств мелиттина, полученного из отечественного пчелиного яда / Т. Г. Федоскова, А. И. Мартынов, А. Н. Пампура, О. В. Миславский, Д. В. Шабанов, С. Р. Маштакова, Е. Д. Головкина // РМЖ. — 2020. — № 12. — С. 50–55.
22. Хаитов, М. Р. Воспаление — друг или враг? / М. Р. Хаитов, А. П. Продеус, И. Г. Козлов // Иммунология. — 2021. — № 6. — С. 670–676.
23. Шабанов, Д. В. Диагностика аллергии к яду перепончатокрылых насекомых / Д. В. Шабанов, Т. Г. Федоскова, А. И. Мартынов и др. // Лабораторная служба. — 2018. — Т. 7, № 3–2. — С. 164.
24. Шабанов, Д. В. Особенности диагностики аллергии к яду перепончатокрылых насекомых / Д. В. Шабанов, Л. Л. Лазаренко, Т. Г. Федоскова, Е. А. Рыбникова // РМЖ. — 2019. — № S. — С. 40–44.
25. Golden, D. B. K. Insect sting allergy: new guidelines from the European and USA consensus groups: algorithms and recommendations / D. B. K. Golden // Curr Opin Allergy Clin Immunol. — 2019. — Vol. 19, № 5. — P. 456–461.